Naslov
Hidroelastičnost i dinamička izdržljivost velikih kontejnerskih brodova
(Hydroelasticity and Fatigue Strength of Large Container Ships)

Autori
Vladimir, Nikola

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
05.12

Godina
2011

Stranica
145

Mentor
Senjanović, Ivo

Ključne riječi
kontejnerski brod; hidroelastičnost; dinamička izdržljivost; strukturni model; hidrodinamički model; hidrostatički model; efektivna krutost; geometrijski diskontinuiteti; spregnute horizontalne i torzijske vibracije; pruženje; frekvencijsko područje; analitičko rješenje; metoda konačnih elemenata; spektralna analiza
(container ship; hydroelasticity; fatigue strength; structural model; hydrodynamic model; hydrostatic model; effective stiffness; geometric discontinuities; coupled horizontal and torsional vibrations; springing; frequency domain; analytical solution; finite element method; spectral analysis)

Sažetak
Hidroelastični proračunski modeli aktualizirani su gradnjom sve većih kontejnerskih brodova, koji imaju specifične konstrukcijske i eksploatacijske značajke. U odnosu na konvencionalne trgovačke brodove, karakterizira ih razmjerno manja krutost (prvenstveno torzijska), što u kombinaciji sa susretnim stanjima mora vezanim za njihovu relativno veću brzinu (oko 27 čv) uvjetuje mogućnost pojave rezonantnog odziva. U ovom doktorskom radu unaprijeđen je hidroelastični model za analizu velikih kontejnerskih brodova, koji se temelji na metodi modalne superpozicije, te je ispitana njegova primjenjivost za određivanje utjecaja linearnog pruženja na zamor brodske konstrukcije. Model je razvijen kroz višegodišnju suradnju FSB-a Zagreb i klasifikacijskog društva Bureau Veritas Pariz. Veći napor uložen je na razumijevanje uloge i poboljšanja strukturnog dijela integralnog modela, pri čemu se posebice razmatra utjecaj smicanja na uvijanje u analizi globalnih vibracija, određivanje efektivne krutosti konstrukcije strojarnice, te utjecaj poprečnih pregrada na strukturni odziv. U prvom poglavlju detaljno je opisan razmatrani problem, dana je hipoteza istraživanja, pregled osnovne literature i postojećih spoznaja, te je prikazana metodologija istraživanja i struktura doktorskog rada. Numerički postupak za hidroelastičnu analizu brodskih konstrukcija, s opisom sastavnih dijelova postojećeg hidroelastičnog modela, prikazan je u drugom poglavlju. Uvođenje utjecaja smicanja na uvijanje brodskog trupa u osnovni strukturni model, kao proširenje utjecaja smicanja na savijanje, obrađeno je u trećem poglavlju. Izvedene su diferencijalne jednadžbe za spregnute horizontalne i torzijske vibracije prizmatičnog nosača, a za primjenu na brodski trup dana je formulacija konačnih elemenata, energetskm pristupom. U četvrtom i petom poglavlju istražen je doprinos poprečnih pregrada i konstrukcije strojarnice, kao strukturnih diskontinuiteta, ukupnoj krutosti brodskog trupa. Uz izvode efektivnih parametara krutosti, obrađena je distorzija presjeka kao sekundarna pojava. Šesto poglavlje sadrži numerički primjer u kojem se ilustrira primjena unaprijeđenog strukturnog modela za određivanje globalnog hidroelastičnog odziva velikog kontejnerskog broda nosivosti 11400 TEU. Sedmo poglavlje odnosi se na analizu utjecaja pruženja na zamorni vijek broda, kombinacijom unaprijeđenog hidroelastičnog modela i 3D FEM modela potkonstrukcije. Naposljetku, predstavljena su zaključna razmatranja doktorskog rada, s istaknutim znanstvenim doprinosom i smjernicama za daljnja istraživanja. U prilozima su razmatrani utjecaj konzistentnosti formulacije konačnih elemenata i zanemarenje rotacije masa na rezultate, utjecaj modeliranja pregrada na strukturni odziv prizmatičnog pontona, te određivanje efektivne krutosti tankostjenih nosača.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Brodogradnja

POVEZANOST RADA